condensatóre

Lessico

sm. [sec. XIX; da condensare]. Nome col quale si indicano apparecchi e dispositivi con funzioni diverse.

Elettrotecnica

Sistema elettrico costituito da due corpi conduttori, detti armature del condensatore, separati da un dielettrico (ossido metallico, materiale plastico, mica, carta, aria, ecc.). Il condensatore viene caratterizzato dalla sua capacità C, definita come quantità di carica che si localizza sulle armature del condensatore per unità di differenza di potenziale applicata a tali armature: Il valore della capacità è funzione della forma, della superficie e della distanza tra le armature e della costante dielettrica del mezzo interposto tra queste. In relazione alle caratteristiche geometriche, i condensatori si suddividono essenzialmente in piani, cilindrici e sferici. Nei condensatori piani le armature sono uguali e parallele. Detta S la loro superficie e d la distanza, la capacità è data dalla relazione ,dove ε è la costante dielettrica assoluta del mezzo interposto. I condensatori cilindrici sono costituiti da due cilindri conduttori coassiali, di lunghezza l, tra i quali è interposto il dielettrico. Detti R e r rispettivamente il raggio interno del cilindro esterno e il raggio esterno del cilindro interno, la capacità è

Nei condensatori sferici le armature sono due sfere concentriche. Detti R e r il raggio interno della sfera esterna e il raggio esterno della sfera interna, risulta

Il processo di carica di un condensatore richiede un lavoro elettrico, necessario per la formazione di un campo elettrico tra le armature. Tale lavoro corrisponde all'energia potenziale immagazzinata dal condensatore, la quale viene restituita quando esso si scarica. Se V è la differenza di potenziale tra le armature, tale energia è pari a Più condensatori possono essere collegati tra loro in parallelo o in serie. Nel collegamento in parallelo, la capacità complessiva è la somma delle singole capacità: C_p=C₁+C₂+...; nel collegamento in serie la capacità complessiva è l'inverso della somma degli inversi delle singole capacità: . Oltre che dalla capacità un condensatore, è caratterizzato anche da altri fattori, quali la tensione che può sopportare tra le due armature, l'angolo di perdita, l'avere o meno una polarità stabilita (come per esempio i condensatori elettrolitici), ecc. Una classificazione dei condensatori dal punto di vista costruttivo può essere fatta in base al tipo di dielettrico, che può essere un gas (o il vuoto), un liquido o un solido. Nei condensatori con dielettrico gassoso (in particolare aria) le armature sono generalmente costituite da due serie di lamine piane intercalate e alternativamente connesse tra loro. Di questo tipo sono i condensatorivariabili, nei quali la variazione di capacità viene ottenuta variando la superficie affacciata delle due armature mediante rotazione di un albero che sostiene una delle due serie di lamine. "Per il condensatore elettrico, il disegno e i simboli vedi il lemma del 6° volume." "Per quanto riguarda il condensatore elettrico, il disegno e i simboli sono a pag. 135 del 7° volume." Nei condensatori a liquido le armature sono disposte in un contenitore riempito con il dielettrico (per esempio olio). Tra i condensatori con dielettrico solido hanno particolare importanza: i condensatori ceramici, nei quali il dielettrico è costituito da una miscela di ossidi di titanio e titanati, con costante dielettrica di valore elevato e variabile in relazione alla composizione della miscela, che permette di ottenere capacità elevate con dimensioni ridotte; icondensatori a mica, nei quali il dielettrico è costituito da fogli sottili di mica, caratterizzati da un basso valore dell'angolo di perdita anche a frequenze elevate e per questo motivo impiegati in circuiti a radiofrequenza; i condensatoricon dielettrico in materia plastica, costituiti da nastri di materia plastica (per esempio mylar) metallizzati e arrotolati. Lo spessore del nastro, che funge da dielettrico, è dell'ordine dei centesimi di millimetro. Su di esso, entro impianti speciali a vuoto, viene deposto uno strato d'alluminio dello spessore di pochi micron. In questi condensatori richiedono grande cura il sistema di saldatura dei terminali (reofori), che devono essere saldati alle due armature e fuoriescono dal complesso, e l'operazione di arrotolamento, poiché occorre evitare che i vari strati metallizzati vengano a contatto tra loro lungo i bordi. Con questa tecnica, in uso dal II dopoguerra, si sono ridotte fortemente le dimensioni dei condensatori, specie per uso radiotecnico ed elettronico industriale. Sono pure in commercio, ma in quantità decrescenti, condensatori arrotolati con armature formate da fogli di alluminio e dielettrico costituito da carta opportunamente trattata, di basso costo ma ingombranti. Si ricordano inoltre i condensatorielettrolitici, nei quali tra le due armature, generalmente di alluminio o di tantalio, viene costituito, con processo elettrolitico, uno strato sottilissimo di ossido metallico che costituisce il dielettrico. Risultano poco costosi e poco ingombranti, ma debbono essere inseriti con una polarità stabilita, pena la distruzione del condensatore: infatti lo strato di ossido si conserva se l'armatura ossidata è a potenziale positivo rispetto all'altra e viene rapidamente distrutto se le polarità vengono invertite. I condensatori vengono usati in elettrotecnica e in elettronica per scopi molteplici. In elettrotecnica gli impieghi più tipici si hanno, per esempio, nel rifasamento degli impianti elettrici e nell'avviamento dei motori a induzione monofase; nelle apparecchiature elettroniche vengono usati, per esempio, per livellare tensioni pulsanti ottenute da raddrizzatori (condensatore di livellamento), per accoppiare stadi successivi di amplificatori (condensatore di accoppiamento), per impedire il passaggio di correnti continue (condensatore di blocco), ecc.

Tecnologia: impianti

Apparecchiatura che effettua la condensazione di un vapore. I condensatori sono sostanzialmente grandi scambiatori di calore nei quali si fa circolare il vapore di un liquido determinato; come fluido refrigerante si usa in genere acqua che, assorbendo calore dal vapore, ne permette la condensazione. Di solito l'acqua viene scaricata a valle dell'impianto; qualora non sia disponibile una sufficiente quantità di acqua a bassa temperatura, si può costituire un circuito chiuso anche per l'acqua di raffreddamento, che in tal caso, anziché essere scaricata a valle, viene inviata in apposite torri di refrigerazione. I condensatori possono essere a miscela "Le raffigurazione schematiche di un condensatore a miscela e di un condensatore a superficie sono a pag. 135 del 7° volume." o a superficie. "Per i condensatori a miscela e di superficie vedi schemi al lemma del 6° volume." Nei condensatori a miscela, il vapore si condensa per contatto con l'acqua, che scende a pioggia da una serie di bacinelle. In questi condensatori è necessario installare, oltre alla pompa per l'estrazione del condensato, anche una pompa per l'estrazione dell'aria che inevitabilmente si introduce lungo l'impianto e che, giungendo al condensatore, causa difficoltà di condensazione ostacolando lo scambio termico con il vapore. Nei condensatori a superficie, l'acqua di raffreddamento circola entro tubi che vengono investiti dal vapore da condensare. Anche in questi è necessaria l'estrazione dell'aria, ma la quantità da estrarre risulta molto minore mancando la parte che proviene dall'acqua di raffreddamento (resta la parte aspirata lungo le parti dell'impianto in depressione). Negli impianti termici, i condensatori vengono disposti all'uscita delle turbine o di altre macchine a vapore per provocare la condensazione del vapore stesso; il condensato viene successivamente introdotto nella caldaia per essere sottoposto a un nuovo ciclo di lavoro. Il rendimento dell'impianto termico è tanto maggiore quanto più elevato è il salto di pressione tra ingresso e uscita del vapore, cioè quanto più basso è il vuoto nel condensatore. Tale grado di vuoto non può però scendere sotto il valore della tensione di vapore corrispondente alla temperatura mantenuta nel condensatore, cosicché il suo valore minimo è legato alla disponibilità di acqua sufficientemente fredda. I condensatori vengono pure applicati negli impianti frigoriferi, che sono quasi sempre a ciclo cosiddetto “umido”, cioè sfruttano l'effetto dell'evaporazione per ottenere forti sottrazioni di calore. Ovviamente, lavorando in ciclo chiuso, all'evaporazione a bassa temperatura corrisponde la condensazione ad alta temperatura, che si effettua a valle del compressore. I condensatori usati in questi casi normalmente sfruttano come refrigerante l'aria stessa mentre il fluido refrigerato è solitamente ammoniaca, freon, ecc. Altre applicazioni di condensatori si hanno, per esempio, in apparecchi distillatori in serie, autoevaporatori, pompe di calore, ecc. Nell'industria chimica vengono talvolta usati particolari tipi di condensatori in alcuni processi di distillazione, quando si desideri che il distillato sia sotto forma di vapore; in tal caso i condensatori, detti parziali, condensano solo la parte di prodotto di testa, che deve essere inviata come riflusso nella colonna di distillazione, mentre il rimanente vapore è il prodotto utile.

Ottica

"Per i condensatori ottici vedi schemi al lemma del 6° volume." Sistema ottico convergente, costituito da lenti e/o specchi, atto a concentrare un fascio luminoso prodotto da una o più sorgenti o sull'oggetto (condensatore a campo oscuro) o, per trasparenza, dopo aver attraversato l'oggetto, sull'obiettivo che ne deve formare l'immagine (condensatore a campo chiaro). I condensatori "Per l’ottica i disegni schematici dei consensatori (A,B,C,D,E,F) sono a pag. 135 del 7° volume." costituiti da soli specchi sono detti catottrici, quelli costituiti da sole lenti diottrici. Sono, per esempio, condensatori catottrici gli specchi parabolici dei proiettori degli autoveicoli o gli specchi ellissoidali dei proiettori cinematografici (figure A e B). Il più semplice condensatore diottrico è costituito da una sola lente convergente, in un fuoco della quale venga posta la sorgente luminosa (figura C). Un sistema siffatto ha tuttavia un'aberrazione di sfericità troppo alta, per cui comunemente si fa uso di un insieme di più lenti (figure D ed E) atte a eliminare sia l'aberrazione di sfericità sia, eventualmente, quella di coma. Nella figura F è illustrato un condensatore catadiottrico.